使用C语言程序,用O(1)的额外空间打印nxn螺旋矩阵。


给定一个正整数n,我们创建一个nxn的螺旋矩阵,只使用O(1)的额外空间,按照顺时针方向。

螺旋矩阵是一个像螺旋一样工作的矩阵,它从圆的原点开始,并以顺时针方向旋转。因此,任务是从2→4→6→8→10→12→14→16→18开始,使用O(1)的空间以螺旋形式打印矩阵。

以下是螺旋矩阵的示例:

示例

Input: 3
Output:
   9 8 7
   2 1 6
   3 4 1

如果空间无限,解决代码就容易多了,但这并不高效,因为最佳程序或代码应该在内存和时间上都高效。为了保持螺旋顺序,使用了四个循环,每个循环分别用于矩阵的顶部、右侧、底部和左侧角,但是如果我们将矩阵分成两部分,即右上部分和左下部分,我们可以直接使用这个概念。

对于右上半部分:

mat[i][j] = (n-2*x)*(n-2*x)-(i-x)-(j-x)

对于左下半部分:

mat[i][j] = (n-2*x-2)*(n-2*x-2) + (i-x) + (j-x)

注意 - 我们正在编写打印2的倍数矩阵的程序

算法

int spiralmatrix(int n)
START
STEP 1: DECLARE i, j, a, b, x
STEP 2: LOOP FOR i = 0 AND i < n AND i++
   LOOP FOR j = 0 AND j < n AND j++
      FIND THE MINIMUM IN (i<j ) AND ASSIGN IT TO a
      FIND THE MINIMUM (n-1-i) < (n-1-j) AND ASSIGN IT TO b
      THEN ASSIGN THE LEAST VALUE FROM a AND b TO x
      IF i <= j THEN,
         PRINT THE VALUE OF 2* ((n-2*x)*(n-2*x) - (i-x) - (j-x))
      ELSE
         PRINT THE VALUE OF 2*((n-2*x-2)*(n-2*x2) + (i-x) + (j-x))
   END LOOP
   PRINT NEWLINE
END LOOP
STOP

示例

#include <stdio.h>
//For n x n spiral matrix
int spiralmatrix(int n){
   int i, j, a, b, x; // x stores the layer in which (i, j)th element exist
   for ( i = 0; i < n; i++){
      for ( j = 0; j < n; j++){
         // Finds minimum of four inputs
         a = ((i<j ? i : j));
         b = ((n-1-i) < (n-1-j) ? (n-1-i) : (n-1-j));
         x = a < b ? a : b;
         // For upper right half
         if (i <= j)
            printf("%d\t ", 2 * ((n-2*x)*(n-2*x) - (i-x) - (j-x)));
            // for lower left half
         else
            printf("%d\t ", 2*((n-2*x-2)*(n-2*x-2) + (i-x) + (j-x)));
      }
      printf("
");    } } int main(int argc, char const *argv[]){    int n = 3;    spiralmatrix(n);    return 0; }

输出

如果我们运行上面的程序,它将生成以下输出:

18 16 14
4 2 12
6 8 10

更新于:2019年8月22日

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